Unpredictability

O processo Sulfatreat, licenciado atualmente pela The Sulfatreat Company, é um processo em bateladas, para a remoção seletiva de sulfeto de hidrogénio(HbS) e mercaptanas (RSH) presentes em gás natural. É um processo seco, que não usa líquido e pode ser usado em todas as plantas de processamento de gás natural onde aplicações em bateladas são convenientes.

O processo Sulfatreat é um dos mais recentes processos desenvolvidos,

onde se usa óxido de ferro impregnado em um material sólido poroso. Diferentemente do processo Iron Sponge, o suporte usado no Sulfatreat não é pirofóbico. Este material apresenta urna maior capacidade de remoção em base volumétrica ou mássica quando comparado como o Iron Sponge. Geralmente o processo Sulfatreat tem uma menor perda de carga e não tende ao transbordamento. A Figura 9 representa o fluxograma do processo Sulfatreat.

Fig. 9- Fluxograma do processo Sulfatreat (SOUZA, 2002).

3.3.3 - Tratamento Cáustico

O tratamento cáustico consiste em uma lavagem do gás natural, utilizando uma solução aquosa de NaOH ou KOH. Com este tratamento, eliminam- se os compostos ácidos de enxofre, tais como o H2S e mercaptanas de baixos pesos

moleculares (R-SH, onde R é um grupo aril ou alquil) (ABADIE, 1996).

A solução de lavagem apresenta concentração na faixa de 15 a 20 % de hidróxido e circula continuamente, até que uma concentração mínima (l a 2 %) seja alcançada, ocasião esta em que a solução exausta é descartada e substituída por uma nova solução concentrada (20 %).

O número de estágios do processo é função do teor de enxofre na composição do gás natural. Algumas vezes utiliza-se um estágio final de lavagem aquosa, visando evitar um possível arraste da solução cáustica pelo produto.

As reações que ocorrem no processo são as seguintes: 2NaOH + H2S Na2S + 2H2O

NaOH + R-SH NaSR + H2O

NaOH + R-COOH R-COO- Na+ + H2O

Todos os sais formados são solúveis na solução cáustica, logo a corrente de hidrocarbonetos fica isenta dos compostos sulfurosos ou dentro de limites preestabelecidos.

O tratamento cáustico é realizado através dos seguintes procedimentos: Inicialmente é injetada no gás contendo compostos de enxofre. A transferência de massa é favorecida pelo turbilhonamento ocasionado por uma válvula misturadora. Esta mistura separa-se em um vaso decantador devido à diferença de densidades entre as fases. A tração de gás emerge no topo do vaso e no fundo temos a solução exausta. A Figura 10 representa o fluxograma do tratamento cáustico.

Fig.10- Tratamento cáustico (ABADIE, 1996).

Devido à sua baixa eficiência, e por razões económicas (elevado consumo de solução cáustica), o tratamento cáustico é pouco usado (ABADIE, 1996).

3.3.4 - Tratamento MEROX

O tratamento MEROX, também conhecido como tratamento cáustico regenerativo, baseia-se na extração cáustica de mercaptanas, seguida da sua oxidação a dissulfetos. A vantagem desse processo é a regeneração do hidróxido de sódio consumido, reduzindo substancialmente o custo operacional. A oxidação ocorre em presença de um catalisador organometálico (ftalocianina de cobalto), dissolvido na solução de soda cáustica.

O tratamento MEROX pode ser realizado com o catalisador em leito fixo. Quando se necessita de tratar cargas com elevado teor de poluentes (querosene e diesel). ou com o catalisador em solução, que é o mais adequado para a remoção de compostos sulfurosos (ABADIE, 1996).

As equações a seguir descrevem as reações que ocorrem no processo MEROX.

3.3.5 - Tratamento BENDER

O tratamento Bender é um processo de "adoçamento" patenteado pelaempresa Petreco e tem como objetivo transformar os compostos sulfurosos corrosivos (mercaptanas) em outras formas pouco agressivas (dissulfetos). E um processo onde se combinam lavagens cáusticas e reações com enxofre com ações de campo elétricos de alta voltagem. Este tipo de tratamento é pouco utilizado e tende a obsolescência. A figura 11 apresenta o fluxograma do processo BENDER.

Fig. 11 - Fluxograma do processo BENDER (PASSOS et al., 2003)

3.3.6 - Tratamento DEA

O tratamento DEA (dietanolamina) é um processo específico para remoção de H2S de frações gasosas de petróleo, ou seja, do gás natural e do gás liquefeito,

este tratamento também remove o CO2, que eventualmente está presente na

Fig. 12 - Fluxograma do tratamento DEA (SOUZA, 2002)

Neste tratamento, remove-se o H2S presente no gás natural, deixando-o

dentro das especificações pré -estabelecidas. O processo usa etanolaminas (mono, di ou tri) a temperaturas próximas da ambiente. O H2S e/ou CO2 combinam-se com a

solução de DEA formando produtos estáveis. Estes produtos são aquecidos e ocorre uma decomposição, eliminando H2S e/ou CO2, com isso a solução de DEA é então

regenerada. O H2S eliminado pode ser enviado a uma unidade de recuperação de

enxofre, onde se produz o enxofre elementar.

O processo inicia-se quando o GLP ácido penetra próximo ao fundo da coluna de extração, enquanto pelo topo é injetada a solução de DEA. A diferença de densidades proporciona um escoamento em contracorrente para facilitar a absorção do H2S presente na corrente gasosa, a torre deve ser recheada.

A reação que ocorre é a seguinte:

O gás tratado sai pelo topo da torre, seguindo para o tratamento MEROX, já a solução de DEA rica em H2S deixa o fundo da coluna de extração e é bombeada

O calor necessário para esta reação é fornecido por um trocador de calor localizado próximo ao fundo da coluna regeneradora. A solução de DEA regenerada sai pelo fundo da coluna e depois de resfriada volta ao processo.

As grandes vantagens desse tratamento são a regeneração da DEA, que volta a ser empregada no processo e a recuperação do enxofre. A solução de DEA exausta é aquecida, ocorrendo a liberação dos produtos sulfurosos estáveis, regenerando assim a solução de DEA, que é novamente utilizada em outro ciclo (ABADIE, 1996).

Para produzir esse trabalho foi utilizado uma material sólido comercial, mistura de dolomita e quartzo, essa mistura teve a sua composição comprovada após a análise através de raio x e constatou-se que o material apresentava grande quantidade em dolomita com traços de quartzo.

3.4 _{– DOLOMITA}

O nome original Dolomita foi dado por N. T. Saussare, em 1972, em homenagem ao geólogo francês Deodat Guy de Doloinieu (1750-1801), que foi o precursor na utilização deste mineral. A dolomita ideal é um cristal que contem camadas alternadas de cálcio e magnésio, separadas por camadas de carbonato(CO3) e apresenta composição química CaMg(CO3)2 (WARREN, 2000). A

figura 13 mostra a estrutura da dolomita. A dolomita é cristalizada no sistema romboédrico, alongada segundo o eixo cristalográfico “C” e apresentando Ca e Mg em proporções molares equivalentes. Sua característica principal é apresentar camadas intercaladas de cátions (Ca+2_{, Mg}+2 _{) regularmente alternadas entre os}

ânions (CO3) -2. Este fato ocasiona uma estrutura estável, com ângulos

cristalográficos ligeiramente diferentes daqueles da calcita e com uma simetria distinta, devido ao menor tamanho do íon Mg em relação ao do Ca (Boggs, 1995). A partir da análise de óxidos, a composição da dolomita ideal possui 21,9% de MgO; 30,4% de CaO e 47,7% de CO2 em massa (Boggs,1998). Termodinamicamente, a

dolomita ideal tem a menor energia livre possível para qualquer combinação em quantidades aproximadamente iguais de CaCO3 e MgCO3 que podem ser

forma mais estável na qual CaCO3 e MgCO3 podem se combinar sob condições

sedimentares.(KLEIN & MIZUSAKI, 2007)

Figura 13 - Estrutura cristalina da dolomita. Observa-se a estrutura do mineral com camadas de cátions (Ca+2 _{, Mg}+2_{) intercaladas por ânions (CO}

3) -2, perpendiculares ao eixo C, onde a

metade de cátions é constituídas por Ca e a outra por Mg ( Putnis, 1995, mod.).